Теоретические основы оптико-электронных приборов - Мирошников М.М.
Скачать (прямая ссылка):
Фотоэлектрические приемники излучения, в которых используется явление внешнего фотоэффекта, называются фотоэмис-сионными приемниками. К ним относятся вакуумные и газонаполненные фотоэлементы, фотоумножители, электронно-оптические преобразователи (ЭОПы) и некоторые телевизионные передающие трубки (диссектор, иконоскоп, суперконоскоп, ортикон, суперортикон и др.).
Приемники с внутренним фотоэффектом, в которых используется явление изменения электропроводности вещества, называются фоторезисторами или фотосопротивлениями.
Приемники, в которых используется явление возникновения э. д. с., называются фотогальваническими вентильными фотоэлементами или фотоэлементами с запорным слоем.
14
Если в качестве контактирующих веществ в вентильном фото-„ементе применяются полупроводники с различным типом про-ЭЛ пи мости, то наряду с возникновением разности потенциалов межДУ слоями с р- и я-проводимостью при неравномерном освещении чувствительного слоя образуется разность потенциалов вдоль р—^-перехода. Эту фото-э д. с. называют продольной или боковой, а соответствующие приемники — фотоэлементами с продольным или боковым эффектом.
Если к чувствительному элементу приемника излучения с запорным слоем приложить напряжение так, что оно препятствует возникновению тока во внешней цепи приемника при освещении, то изменение величины потенциального барьера под действием излучения приводит к изменению сопротивления и падению напряжения на приемнике. Этот режим работы называют фотодиодным. Изменение тока, проходящего через фотодиод при освещении, может усиливаться, как в обычном полупроводниковом триоде, тем же полупроводником, в котором создан запорный слой. В этом случае соответствующий комбинированный приемник излучения называется фототриодом. Условия односторонней проводимости и, следовательно, появления э. д. с. при освещении, можно создать в полупроводнике, помещая его в магнитное поле, ориентированное по нормали к падающему излучению. В этом случае носители тока (электроны и дырки) отклоняются магнитным полем в противоположные стороны, что приводит к возникновению в образце разности потенциалов. Описанное явление носит название фотомагнитного эффекта.
В люминесцентных приемниках излучения происходит преобразование излучения одного спектрального состава в излучение другого спектрального состава. Типичным представителем этого типа приемников является метаскоп — светосостав, высвечивающийся под действием ИК-излучения за счет накопленной им свеювой энергии при предварительном облучении ультрафиолетом, синим излучением неба или радиоактивным веществом.
В фотохимических приемниках энергия излучения вызывает всевозможные химические превращения. В фотопластинке, например, происходит фотохимическая реакция разложения гал-лоидных солей серебра, причем металлическое серебро выделяется, образуя скрытое изображение источника излучения. В глазу человека под дейстьием света в светочувствительных элементах сетчатки происходит фотохимический процесс, при котором продукты разложения вызывают раздражение зрительного нерва и световое ощущение.
В зависимости от характера изменения чувствительности приемника при изменении длины волны падающего излучения при-емники излучения можно разделить на две большие группы: Неселективные, чувствительность которых остается постоянной в определенном достаточно широком участке спектра; селектив-
15
ные, чувствительность которых зависит от длины волны падающего излучения.
К неселективным приемникам, в частности, относится большинство тепловых приемников излучения, у которых обеспечивается постоянство коэффициента поглощения приемной площадки при изменении длины волны за счет чернения — покрытия копотью, испарения металлов в вакууме и т. д.
Приемники излучения можно относить к одной из пяти больших групп для областей спектра: ультрафиолетовой (1—380 нм); видимой (380—780 нм); ближней ИК области (780—1400 нм); средней ИК-области (1,4—3,0 мкм); далекой ИК-области (3,0— 1000 мкм)
К первой группе относятся фотоэмульсии, некоторые фотоэмис-сионные приемники, тепловые приемники и фоторезисторы.
Ко втирай группе — фотоэмиссионные приемники, главным образом с сурьмяно-цезиевым фотокатодом, фотоэмульсии, селеновые фотогальванические приемники, фоторезисторы из сернистого и селенистого кадмия и сернистого висмута, кремниевые фотогальванические приемники (солнечные батареи) и тепловые приемники.
К третьей группе — фотоэмиссионные приемники с кислородно-цезиевым фотокатодом, сенсибилизированные фотоэмульсии, сернисто-таллиевые фоторезисторы и фотогальванические приемники (таллофиды), меднозакисные и сернисто-серебряные фотогальванические приемники, тепловые приемники, некоторые фосфоры, сернисто-свинцовые фоторезисторы, германиевые и кремниевые фотодиоды и фототриоды.
К четвертой группе — сернисто-свинцовые, теллуристо-свинцовые и селенисто-свинцовые фоторезисторы, фоторезисторы, фотодиоды и фотомагнитные приемники из сурьмянистого индия, фоторезисторы из германия, легированного золотом, и тепловые приемники.
К пятой группе — тепловые приемники излучения, фоторезисторы из германия, легированного цинком или ртутью, фоторезисторы на основе тройных соединений, например кадмия—ртути— теллура.
